国家自然科学基金(51265040)
- 作品数：22 被引量：102H指数：6
- 相关作者：贺红林刘文光袁维东何文丛夏自强更多>>
- 相关机构：南昌航空大学南京机电液压工程研究中心中国科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江西省自然科学基金江西省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：机械工程理学自动化与计算机技术电气工程更多>>
- 热环境下飞行器壁板的振动疲劳分析被引量：4
- 2014年
- 针对高超声速飞行器热力环境引起的壁板振动疲劳问题,旨在研究温度变化对壁板结构振动特性及疲劳寿命的影响。首先分析壁板三维瞬态耦合传热和热应力,获得壁板的温度场和应力场;然后依次探讨温度场、应力场及其耦合效应对壁板振动模态与疲劳寿命的影响。分析过程中,考虑温度变化造成弹性模量减小对壁板刚度的影响,引入由热环境引致的附加热应力刚度矩阵以及附加热变形刚度矩阵。结果显示:温度变化引起的材料力学性能退化使壁板结构各阶次模态频率随之下降,温度梯度对振动模态的影响明显,热力耦合效应使壁板的振动疲劳寿命缩短。
- 刘文光严铖郭隆清贺红林
- 关键词：高超声速壁板
- 面向结构抗振设计的阻尼板黏弹材料布局优化被引量：1
- 2016年
- 旨在为结构抗振设计奠定一定基础,研究结构动力学优化问题。从阻尼结构基层、阻尼层和约束层的力学本构出发,依据Hamilton原理,推导出阻尼板振动方程。构建以阻尼单元存在状态为设计变量,模态阻尼比最大为目标,阻尼材料体积以及结构频率为约束的优化数学模型。推导了结构的阻尼比灵敏度及频率约束灵敏度计算式。选定矩形阻尼板为分析对象并引入渐近法实现了矩形板优化模型求解。仿真显示:矩形板优化后,模态阻尼比有较大幅增加且频率变动较小,但若按阻尼单元编号顺序依次删减阻尼材料,则不仅使模态阻尼比下降且使频率产生较大变动;此外,当对矩形板单一阶次模态进行优化时,则该阶模态振幅明显下降,而对多阶模态进行复合优化时则使板获得良好的综合抗振效果。研究表明,约束阻尼结构的多模态复合阻尼比最大化拓扑渐进动力学优化,在抗振动设计中具有广泛的应用前景。
- 陶结贺红林刘尧弟刘文光冯占荣
- 关键词：阻尼板抗振动多模态优化
- 约束阻尼板增材式拓扑渐进法减振动力学优化被引量：4
- 2017年
- 研究阻尼结构的阻尼材料最优布局问题。基于虚功原理,构建约束阻尼板振动微分方程,从约束阻尼板若干基本假设出发并根据阻尼板自由振动微分方程,推导了结构模态阻尼比表达式。建立了以阻尼单元相对密度为拓扑设计变量,模态阻尼比最大为优化目标,阻尼材料用量为约束的阻尼结构拓扑优化数学模型。以阻尼单元模态阻尼比敏度为寻优方向的依据,采用增材式渐进法(AESO)求解优化模型,并依据拓扑优化准则在结构上不断敷设阻尼材料。编程实现了AESO算法,仿真计算表明:采用AESO优化时,阻尼材料主要敷设于结构的模态应变较大位置,且不会产生棋盘格现象,并且优化后的结构一阶模态阻尼比较优化前可增加83.6%,而常规渐进法带来的增幅仅72.13%。为进一步验证优化效果,还对结构进行了谐响应分析,结果表明采用增材式渐进法优化时,结构可获得更佳减振效果。
- 贺红林陶结
- 关键词：虚功原理谐响应
- 结构裂纹对弹性梁振动特性的影响被引量：4
- 2013年
- 研究了裂纹扩展引起的结构柔度变化以及裂纹界面接触对弹性梁振动特性的影响。基于断裂力学和能量原理推导了含横向裂纹弹性梁的局部柔度模型,分析了常见形式裂纹均匀梁的局部柔度,给出了相应的无量纲柔度系数计算公式;结合梁的弯曲振动方程,探讨了含裂纹悬臂梁的振动特性。算例表明:裂纹形式对弹性梁的柔度影响明显,裂纹界面接触会引发参数振动,界面滑动摩擦阻尼对稳定梁的振动响应具有重要作用。
- 刘文光严铖贺红林
- 关键词：弹性梁
- 喷涂机器人的激光跟踪测量法运动参数标定被引量：7
- 2016年
- 旨在提高喷涂机器人运动精度,研究其运动参数标定问题。先为机器人定义D-H参数并推导出其四参数运动方程。考虑到喷涂机器人第二、第三关节平行,故在机器人运动方程中引入关节扭角参数,而建立五参数模型。推导出机器人超静定误差标定模型,实现了标定模型的最小二乘法求解。建立了标定系统,在对目标位姿点示教基础上对这些点进行激光跟踪测量,获取了这些点的位姿真值和标称值;针对测取的位姿信息进行两次标零和一次五参数标定计算,得到D-H参数补偿值。引入位置准确度及定位精度评析标定结果。机器人经五参数模型标定补偿后,绝对定位精度可提高60%以上。
- 贺红林凌普吴少兴周楠兰
- 关键词：喷涂机器人激光跟踪仪
- 基于复合模态阻尼比的阻尼板渐进法减振优化被引量：4
- 2015年
- 研究阻尼板黏弹减振优化方法,为阻尼板设计奠定一定基础.建立了阻尼板运动方程及其求解模型,推导出模态阻尼比敏度算式;构建了以多模态复合模态阻尼比最大、黏弹材料用量及频率变动最小为约束的阻尼板优化模型,采用拓扑渐进法求解优化模型;引入绕单元敏度均化技术解决优化迭代中的棋盘格问题;在引入虚拟单元及逻辑删除技术基础上,编程实现了渐进优化算法;对任意四边形板进行了优化仿真,实现了该板复合阻尼比最大化设计;引入阻尼比体积密度评析拓扑优化效能.研究表明,在阻尼板设计时若实现其多模态阻尼比最大化,则能使板获得良好减振效果.
- 贺红林周楠兰袁维东
- 关键词：阻尼板减振控制
- U型变截面薄板面内复合模态驱动的直线超声电机被引量：10
- 2014年
- 提出一种U型变截面薄板结构驱动的压电直线超声电机,选定U板两纵杆的一阶反对称纵振和二阶对称弯振为工作模态。阐释了电机驱动机理,推导了定子驱动端椭圆运动轨迹;基于纵、弯工作模态频率一致性模型,优化了电机结构尺寸;通过谐响应分析及激光测振试验,证实了定子工作模态的存在及其纯正性;设计出电机装配结构,制作出其原型样机;构建电机驱动控制平台,驱动电机运转,验证电机原理的可行性。通过速度特性试验发现:当驱动频率为78.11 kHz且电压幅值为240 V时,电机最大运动速度可达125.6 mm/s。
- 贺红林何文丛刘文光
- 关键词：直线超声电机
- 准H超声换能结构驱动的直线电机动力学特性分析被引量：2
- 2015年
- 提出一种基于夹心变截H式定子的直线电机,选定定子一阶反对称纵振和二阶对称弯振为工作模态。阐释了电机驱动机理,推导了定子驱动端椭圆运动解析方程;建立了定子参数化有限元模型,进行了定子模态频率灵敏度分析,实现了纵、弯模态匹配及频率一致性;设计出定子基本尺寸为37 mm×60 mm,规划出定子压电陶瓷极化供电方案,厘定电机驱动频率点为49 k Hz。通过施加电压载荷对定子振动特性进行了数值仿真,求得定子在200 V电机激励下的纵、弯工作振幅为8μm和6μm,模拟出驱动端椭圆轨迹,验证了电机原理可行性,为样机的研制提供了理论依据。
- 贺红林肖煜涵
- 关键词：直线超声电机
- 约束阻尼变密度材料属性合理近似插值模型全域灵敏度减振优化被引量：3
- 2020年
- 针对圆柱壳约束阻尼拓扑减振优化问题,基于变密度材料属性合理近似插值模型,构建以模态损耗因子最小为优化目标的拓扑减振模型,引入振型控制因子MAC评价振型的阶跃状态,寻优迭代轻量化约束设计域内的减振优化解。推导目标灵敏度的插值模型,演算全域优化求解算法,建立∞-范数的全域灵敏度拓扑变量优化准则,避免非凸优化函数的部分目标灵敏度参与优化迭代的局部优化解和跳跃。编程实现了壳构件约束阻尼结构的减振优化分析。结果表明:全域优化算法寻优域广,迭代历程稳定时间短、敷设部分阻尼材料易获得有效的减振效果。
- 袁维东马俊升贺红林缪国峰郎旭东
- 直接驱动机器人自适应-PD复合运动控制研究被引量：4
- 2014年
- 针对直接驱动机器人结构参数与摩擦参数的非确定性，提出机器人自适应-PD控制策略。首先分析了机器人的两类不确定性，推演了机器人动力学方程，给出不确定性动力学结构量的线性化表示；然后，对关节摩擦力矩矢进行了建模；为补偿动力学不确定性给机器人带来的控制误差，构建含位置与速度反馈的双闭环控制系统，引入自适应机构辨识不确定性参量，并据此规划出自适应控制律；为提高运动控制精度，在控制器中嵌入PD子控制器。仿真实验显示，系统的位置和角速度跟踪误差分别为-0.02°-0.03°与±0.005rad/s，表明自适应-PD控制律可实现直接驱动机器人精密轨迹控制。
- 贺红林占晓煌刘文光封立耀
- 关键词：直接驱动机器人
